CAMBIOS DE ESTADO

Modificando las condiciones de temperatura o de presión los sistemas materiales pueden pasar de un estado a otro, mediante un proceso denominado cambio de estado.

En el siguiente esquema se muestran los cambios de estado que pueden tener lugar:

 En el caso del agua, cuando hace calor el hielo se derrite y si calentamos agua líquida vemos que se vaporiza. El resto de las sustancias también pueden cambiar de estado si se modifican las condiciones en las que se encuentran.

Si se calienta un sólido, llega un momento que se transforma en líquido. Este proceso recibe el nombre de fusión, y la temperatura a la cual cambia su estado se llama temperatura de fusión. Esto mismo puede aplicarse a los demás cambios de estados, por ejemplo si se calienta un líquido, cuando éste alcance su temperatura de ebullición cambiará al estado gasesoso.

Cada sustancia posee una temperatura de cambio de estado característica, es decir, no hay dos sustancias con la misma temperatura de fusión o de cualquier otro cambio de estado. Por ejemplo, la temperatura de fusión del hielo es de 0ºC y la del aluminio es de 660 ºC (medido a presión atmosférica normal). De este hecho, podemos concluir que la temperatura de cambio de estado de las sustancias, nos puede servir para identificarlas.

Pincha en el siguiente enlace y podrás visualizar cómo tiene lugar de manera experimental un cambio de estado, se toma como ejemplo el agua:

 Si has observado la experiencia con detenimiento te habrás dado cuenta de que en un cambio de estado la temperatura se mantiene fija.

 

 Para comprender el proceso desde nos vamos adentrar un poco más en la materia, así que pincha en el siguiente enlace: En el estado sólido las partículas están muy ordenadas y se mueven alrededor de sus posiciones fijas. A medida que calentamos el agua, las partículas ganan energía y se mueven más deprisa, pero conservan sus posiciones. Cuando la temperatura alcanza el punto de fusión  la velocidad de las partículas es lo suficientemente alta para que algunas de ellas puedan vencer las fuerzas de atracción del estado sólido y abandonen las posiciones fijas. Por lo que la estructura ordenada de un sólido se va desmoronando poco a poco.La temperatura del cambio de estado se mantien fija porque la energía que se está aplicando en forma de calor se está empleando en romper las fuerzas de atracción entre las partículas.

En el estado líquido las partículas, están próximas, moviéndose con libertad y de forma desordenada.  A medida que calentamos el líquido, las partículas se mueven más rápido y la temperatura aumenta.En la superficie del líquido se da el proceso de vaporización, algunas partículas tienen la suficiente energía para escapar. Si la temperatura aumenta, el número de partículas que se escapan es mayor, es decir, el líquido se evapora más rapidamente.

Cuando la temperatura del líquido alcanza el punto de ebullición, la velocidad de las partículas es tan alta, que el proceso de vaporización, además de darse en la superficie, también se produce en cualquier punto del interior, formándose las típicas burbujas de vapor que suben a la superficie. En este punto la energía comunicada por la llama se invierte en lanzar a las partículas al estado gaseoso, y la temperatura del líquido no cambia.

En el estado vapor, las partículas se mueven libremente, ocupando mucho más espacio que en el estado líquido. Si calentamos el vapor, las partículas absorben energía y ganan velocidad, por lo tanto su temperatura sube.

Para que se den los procesos de solidificación, condensación o sublimación inversa a una presión determinada, es necesario enfriar las sustancias.